Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi

Ersagun Kürşat YAYLACI, (Karabük Üniversitesi)
İrfan YAZICI (Sakarya Üniversitesi)
Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji
3 0
Yıl: 2019 Cilt: 7 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 175 - 183 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 09-04-2020

Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi

Öz:
Rüzgâr enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülerek kullanılmasına yönelik mekanik ve elektriksel olarak birçok çalışma yapılmıştır. Mekanik çalışmalar genel olarak rüzgâr türbini ve özel tip makine tasarımlarıdır. Elektriksel çalışmalar ise güç dönüştürücü devreleri, şebeke entegrasyonu ve maksimum güç noktasının takibi konusunda yapılan çalışmalardır. Elektriksel çalışmaların yapılabilmesi için rüzgar enerji dönüşüm sistemine (REDS) ihtiyaç duyulur. Ancak bir rüzgâr enerji santralinde çalışma imkânı yoksa rüzgâr enerji sisteminin gerçek zamanlı modelinin laboratuvar ortamında oluşturulması gerekmektedir. REDS’ler birçok farklı topolojide olabilmektedir. Genel olarak; rüzgâr türbini/rüzgâr türbini emülatörü, generatör ve güç dönüştürücü birimlerinden oluşmaktadır. Bu konuda literatürde oldukça fazla çalışma yapılmış olmasına rağmen, kurulan gerçek zamanlı sistem modeli hakkında detaylı bilgi elde edebilmek çoğunlukla mümkün gözükmemektedir. Bu çalışmada, bu amaç göz önüne alınarak gerçek zamanlı rüzgâr enerji sisteminin deneysel ortamda oluşturulması detaylı olarak ele alınmış ve bu alanda çalışma yapacak araştırmacılara ışık tutması amaçlanmıştır. Kurulan gerçek zamanlı deney düzeneğinde maksimum güç çalışması için gerekli olan performans katsayısına ilişkin grafik elde edilmiş ve böylece kurulan deney düzeneğinin gerçek rüzgar türbini ile aynı olduğu gösterilmiştir. Bunun yanı sıra sabit bir rüzgar hızı için tasarlanan kontrol algoritması sisteme uygulanarak sistemin maksimum güç noktasında işletimi sağlanmıştır.
Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendislik, Makine

Implementation of a Sample Test System for an Autonomous Wind Energy System

Öz:
Many studies have been made in terms of mechanical and electrical related to using of convert the wind energy into electrical energy. The mechanical studies are generally wind turbine and special type machine designs. The electrical studies are the studies on power converter circuits, grid integration, and maximum power point tracking. A wind energy conversion system (WECS) is required to perform electrical studies. However, if there is no possibility to study in a wind power plant, the real-time model of the wind energy system should be established in the laboratory environment. The WECSs can be in many different topologies. Generally; the WECSs consist of wind turbine/wind turbine emulator, generator and power converter units. Although much work has been done in the literature on this topic, it is not possible to obtain detailed information about the established real-time system model. In this study, considering this aim, the real-time wind energy system is presented in detail and it is aimed to shed light on the researchers working in this field. The graph of the performance coefficient required for maximum power point tracking in the established experimental setup has been obtained and it was shown that the established experimental setup is similar to the real wind energy system. In addition, the system has been operated at maximum power point by applying the designed control algorithm to the system for a constant wind speed.
Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendislik, Makine
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Atabey, G., Tezcan, S.S., Rüzgâr Santrallerinin Modellenmesi ve Rüzgâr Santrallerinin İletim Sistemi Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilim. Derg. Part C Tasarım ve Teknol., 5:3, (2017), 197–212.
  • [2] Çelik, İ., Yıldız, C., Şekkeli, M., Rüzgâr Enerji Santrali kurulumunda rüzgâr türbinlerinin mikro yerleşimi için bir optimizasyon modeli, Gazi Üniversitesi Fen Bilim. Derg. Part C Tasarım ve Teknol., 6:4, (2018), 898–908.
  • [3] M. A. Abdullah, A. H. M. Yatim, and T. Chee Wei, A Study of Maximum Power Point Tracking Algorithms for Wind Energy System, IEEE Conference on Clean Energy and Technology, (2011) 321–326.
  • [4] R. Saidur, M. R. Islam, N. A. Rahim, and K. H. Solangi, A review on global wind energy policy, Renew. Sustain. Energy Rev., 14:7 (2010) 1744–1762.
  • [5] I. Şerban and C. Marinescu, A sensorless control method for variable-speed small wind turbines, Renew. Energy, 43 (2012) 256–266.
  • [6] International Energy Agency, Wind energy technology roadmap, (2009).
  • [7] J. Castelló, J. M. Espí, and R. García-Gil, Development details and performance assessment of a Wind Turbine Emulator, Renew. Energy, 86, (2016) 848–857.
  • [8] J. Lee and Y. Kim, Sensorless fuzzy-logic-based maximum power point tracking control for a smallscale wind power generation systems with a switched-mode rectifier, IET Renew. Power Gener., 10:2 (2016) 194–202.
  • [9] D. Song, J. Yang, Z. Cai, M. Dong, M. Su, and Y. Wang, Wind estimation with a non-standard extended Kalman filter and its application on maximum power extraction for variable speed wind turbines, Appl. Energy, 190 (2017) 670–685.
  • [10] L. He, Y. Li, and R. G. Harley, Adaptive multi-mode power control of a direct-drive PM wind generation system in a microgrid, IEEE J. Emerg. Sel. Top. Power Electron., 1:4 (2013) 217–225.
  • [11] Z. M. Dalala, Z. U. Zahid, W. Yu, Y. Cho, and J. S. Lai, Design and analysis of an MPPT technique for small-scale wind energy conversion systems, IEEE Trans. Energy Convers., 28:3 (2013) 756–767.
  • [12] Z. Ma, A Sensorless Control Method for Maximum Power Point Tracking of Wind Turbine Generators, European Conference on Power Electronics and Applications, (2011) 1–10.
  • [13] C.-T. Pan and Y.-L. Juan, A Novel Sensorless MPPT Controller for a High-Efficiency Microscale Wind Power Generation System, IEEE Trans. Energy Convers., 25:1 (2010) 207–216.
  • [14] H. Fathabadi, Maximum mechanical power extraction from wind turbines using novel proposed high accuracy single-sensor-based maximum power point tracking technique, Energy, 113 (2016) 1219– 1230.
  • [15] H. Fathabadi, Novel high efficient speed sensorless controller for maximum power extraction from wind energy conversion systems, Energy Convers. Manag., 123, (2016) 392–401.
  • [16] C. Lee, P. Chen, and Y. Shen, Maximum power point tracking system of small wind power generator using RBFNN approach, Expert Syst. Appl., 38:10 (2011) 12058–12065.
  • [17] X. Yuan, F. Wang, D. Boroyevich, R. Burgos, and Y. Li, DC-link voltage control of a full power converter for wind generator operating in weak-grid systems, IEEE Trans. Power Electron., 24:9 (2009) 2178–2192.
  • [18] Y. Xia, K. H. Ahmed, and B. W. Williams, A New Maximum Power Point Tracking Technique for Permanent Magnet Synchronous Generator Based Wind Energy Conversion System, IEEE Trans. Power Electron., 26:12 (2011) 3609–3620.
  • [19] Y. Zhu, M. Cheng, W. Hua, and W. Wang, A Novel Maximum Power Point Tracking Control for Permanent Magnet Direct Drive Wind Energy Conversion Systems, Energies, 5:12 (2012) 1398–1412.
  • [20] J. Chen, J. Chen, and C. Gong, Constant-bandwidth maximum power point tracking strategy for variable-speed wind turbines and its design details, IEEE Trans. Ind. Electron., 60:11 (2013) 5050– 5058.
  • [21] S. M. R. Kazmi, H. Goto, H.-J. Guo, and O. Ichinokura, A Novel Algorithm for Fast and Efficient Speed-Sensorless Maximum Power Point Tracking in Wind Energy Conversion Systems, IEEE Trans. Ind. Electron., 58:1 (2011) 29–36.
  • [22] I. Kortabarria, J. Andreu, I. Martínez de Alegría, J. Jiménez, J. I. Gárate, and E. Robles, A novel adaptative maximum power point tracking algorithm for small wind turbines, Renew. Energy, 63 (2014) 785–796.
  • [23] R. J. Wai, C. Y. Lin, and Y. R. Chang, Novel maximum-power-extraction algorithm for PMSG wind generation system, IET Electr. Power Appl., 1:2 (2007) 275–283.
  • [24] H. Camblong, I. M. de Alegria, M. Rodriguez, and G. Abad, Experimental evaluation of wind turbines maximum power point tracking controllers, Energy Convers. Manag., 47:18–19 (2006) 2846–2858.
  • [25] P. Tenca, A. A. Rockhill, and T. A. Lipo, Wind Turbine Current-Source Converter Providing Reactive Power Control and Reduced Harmonics, IEEE Trans. Ind. Appl., 43:4 (2007) 1050–1060.
  • [26] A. M. Eltamaly and H. M. Farh, Maximum power extraction from wind energy system based on fuzzy logic control, Electr. Power Syst. Res., 97 (2013) 144–150.
  • [27] H. S. Kim and D. D.-C. Lu, “Review on wind turbine generators and power electronic converters with the grid-connection issues,” Australasian Universities Power Engineering Conference, (2010) 1–6.
  • [28] R. Esmaili, L. Xu, and D. K. Nichols, “A new control method of permanent magnet generator for maximum power tracking in wind turbine application,” IEEE Power Engineering Society General Meeting, (2005) 1–6.
  • [29] M. A. Abdullah, A. H. M. Yatim, C. W. Tan, and R. Saidur, “A review of maximum power point tracking algorithms for wind energy systems,” Renew. Sustain. Energy Rev., 16:5 (2012) 3220–3227.
APA Yaylacı E, YAZICI I (2019). Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. , 175 - 183.
Chicago Yaylacı Ersagun Kürşat,YAZICI IRFAN Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. (2019): 175 - 183.
MLA Yaylacı Ersagun Kürşat,YAZICI IRFAN Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. , 2019, ss.175 - 183.
AMA Yaylacı E,YAZICI I Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. . 2019; 175 - 183.
Vancouver Yaylacı E,YAZICI I Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. . 2019; 175 - 183.
IEEE Yaylacı E,YAZICI I "Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi." , ss.175 - 183, 2019.
ISNAD Yaylacı, Ersagun Kürşat - YAZICI, IRFAN. "Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi". (2019), 175-183.
APA Yaylacı E, YAZICI I (2019). Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 7(1), 175 - 183.
Chicago Yaylacı Ersagun Kürşat,YAZICI IRFAN Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 7, no.1 (2019): 175 - 183.
MLA Yaylacı Ersagun Kürşat,YAZICI IRFAN Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.7, no.1, 2019, ss.175 - 183.
AMA Yaylacı E,YAZICI I Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2019; 7(1): 175 - 183.
Vancouver Yaylacı E,YAZICI I Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2019; 7(1): 175 - 183.
IEEE Yaylacı E,YAZICI I "Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 7, ss.175 - 183, 2019.
ISNAD Yaylacı, Ersagun Kürşat - YAZICI, IRFAN. "Otonom bir Rüzgâr Enerji Sistemi için Örnek Test Düzeneğinin Gerçeklenmesi". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 7/1 (2019), 175-183.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
23-04-2024 11:10

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları